Apa itu pemutus pasir?

1. Pengenalan

Pemutus pasir berdiri sebagai salah satu proses pembentukan logam tertua dan paling serba boleh.

Dengan memaksa logam cair ke dalam acuan berasaskan pasir, Foundries menghasilkan segala -galanya dari kurungan mudah ke perumahan turbin yang kompleks.

Kaitannya yang berkekalan dari kebolehsuaian yang tidak dapat ditandingi: ia mengendalikan saiz sebahagian dari gram ke atas 100 tan, berfungsi dengan hampir semua aloi pemutus, dan mengimbangi kecekapan kos dengan kebebasan reka bentuk.

Artikel ini meneroka mekaniknya, Sains Bahan, aplikasi, dan landskap yang kompetitif, Menawarkan menyelam mendalam teknikal untuk jurutera dan pengeluar.

2. Apa itu pemutus pasir?

Pada terasnya, Pemutus pasir bergantung pada a corak-replika tepat bahagian akhir yang diletakkan di dalam acuan dua bahagian yang terdiri daripada Cope (separuh teratas) dan seret (separuh bahagian bawah).

Setelah corak duduk di Flask, pasir foundry dicampur dengan pengikat (tanah liat, Resin, atau pengeras kimia) mengelilinginya.

Selepas pasir mengeras, Mengeluarkan corak meninggalkan rongga siap untuk logam.

Bergantung pada permohonan, Foundries menggunakan beberapa jenis acuan:

• Pasir hijau: Campuran pasir silika, tanah liat (biasanya bentonit), dan air. Acuan pasir hijau menyumbang lebih dari 70% jumlah pemutus global kerana kos rendah dan kebolehgunaannya.
• Pasir terikat secara kimia: Menggunakan resin atau pengikat fenolik untuk membuat acuan dengan Ketepatan dimensi unggul dan kemasan permukaan.
• Tidak ada (Set udara) Pasir: Sistem dua komponen yang menyembuhkan pada suhu bilik, Sesuai untuk corak besar atau kompleks.

Bahan utama:

• Pasir silika (Sio₂): Membentuk 85-95% pasir acuan, dinilai untuk titik lebur yang tinggi (1,713° C.) dan struktur berbutir yang menjerat udara untuk kebolehtelapan.
• Pengikat: Organik (bentonit untuk pasir hijau, Phenolic untuk tidak membakar) atau bukan organik (sodium silikat) untuk mengikat bijirin pasir; pilihan mereka memberi kesan kepada kekuatan acuan, kebolehgunaan semula, dan kesan alam sekitar.
• Aditif: Karbon (Mengurangkan penembusan logam), habuk papan (meningkatkan kebolehtelapan), dan defoamers (meminimumkan entrapment gas).

3. Jenis Pemutus Pasir

Pemutus pasir bukan sekadar satu proses - ia datang dalam beberapa "perisa,"Masing -masing disesuaikan dengan jumlah pengeluaran yang berbeza, Jenis logam, kerumitan, dan kemasan permukaan yang dikehendaki.

Kategori utama adalah:

Pemutus pasir hijau

• Bahan acuan: Campuran pasir silika, tanah liat (Bentonit), air, dan kadang -kadang aditif (mis. arang batu laut).
• Ciri -ciri:

• • Acuan adalah "hijau" (i.e. mengandungi kelembapan) dan boleh diguna semula.
  • Pemulihan cepat dan sangat kos efektif untuk pengeluaran rendah ke sederhana.
  • Kemasan permukaan yang adil (Mereka adalah 200-400 μt).

• Kegunaan biasa: Bahagian automotif (Blok enjin, kepala silinder), Komponen Pertanian, Perumahan pam.

Pemutus pasir kering

• Bahan acuan: Acuan pasir hijau yang kemudiannya dibakar atau dikeringkan udara untuk mengeluarkan kelembapan.
• Ciri -ciri:

• • Ketepatan dimensi yang lebih baik dan kemasan permukaan di atas pasir hijau (Mereka adalah ≈ 100-200 μt).
  • Kawalan kelembapan yang lebih baik mengurangkan kecacatan gas.
  • Masa penyediaan acuan yang lebih lama; Terbaik untuk berjalan sederhana.

• Kegunaan biasa: Keluli, Keluli tahan karat, Casting yang lebih besar memerlukan toleransi yang lebih ketat.

Terikat secara kimia (Tidak ada & Kotak sejuk) Pemutus pasir

• Tidak ada (Set udara):

• • Pengikat (fenolik, furan atau natrium silikat + pemangkin) Campuran pada suhu bilik.
  • Acuan menyembuhkan selama beberapa minit hingga jam -tiada pemanasan diperlukan.

• Kotak sejuk (Gas-sembuh):

• • Pasir bersalut resin dibungkus ke dalam kelalang logam dan "sembuh" dengan lulus gas amina.
  • Penyembuhan Cepat (saat), kekuatan acuan yang sangat baik dan perincian halus.

• Ciri -ciri:

• • Kemasan permukaan yang sangat baik (Mereka adalah ≈ 50-100 μdes).
  • Ketepatan dimensi tinggi.
  • Pengikat kos lebih tinggi; acuan tidak boleh diguna semula.

• Kegunaan biasa: Komponen Aeroangkasa, bahagian hidraulik, perumahan instrumen.

Pemutus pasir bersalut

• Proses: Biji pasir disalut dengan lapisan resin nipis, membentuk kuat, acuan tahan haba.
• Ciri -ciri: Kualiti permukaan yang sangat baik, kekuatan tinggi, Penyimpangan minimum.
• Aplikasi: Injap, casing pam, dan bahagian kecil hingga sederhana yang memerlukan toleransi yang ketat.

Cetakan shell

• Bahan acuan: Pasir silika halus yang disalut dengan resin termoset untuk membentuk "shell" yang nipis.
• Proses: Corak yang dipanaskan menghasilkan kulit tebal 3-10 mm; Dua bahagian kemudian bergabung.
• Ciri -ciri:

• • Kemasan permukaan unggul (Mereka adalah ≈ 25-75 μW.).
  • Ketepatan dimensi yang sangat baik.
  • Kos perkakas dan resin yang lebih tinggi-terbaik untuk berjalan lantang tinggi.

• Kegunaan biasa: Gear automotif ketepatan tinggi, Blok enjin, Impellers pam.

Vakum (V-Process) Pemutus pasir

• Bahan acuan: Pasir silika kering yang tidak terkandung dalam kelalang kedap udara; vakum menarik pasir dengan ketat terhadap corak.
• Ciri -ciri:

• • Tiada pengikat kimia → hampir tiada kecacatan gas.
  • Kemasan permukaan yang baik (Mereka adalah 75-150 μt).
  • Pecahan acuan mudah (Hanya melepaskan vakum).
  • Pelaburan peralatan lebih tinggi; sesuai untuk jumlah sederhana hingga tinggi.

• Kegunaan biasa: Aluminium dan aloi tembaga untuk aeroangkasa, pertahanan, Bahagian perindustrian berkualiti tinggi.

4. Proses Langkah demi Langkah Pemutus Pasir

Reka bentuk corak & Pemilihan bahan:

Jurutera memilih corak berdasarkan kerumitan bahagian dan jumlah pengeluaran: Corak kayu untuk prototaip, Corak logam untuk berjalan lantang tinggi.

Alat digital seperti pengimbasan 3D memastikan ketepatan, sementara perisian CAD menyumbang pengecutan (Mis., 1.5% untuk aluminium, 2% untuk keluli).

Teknik pembuatan acuan dan teras

Selepas persediaan corak, Juruteknik mengemas pasir di sekelilingnya di mengatasi dan menyeret.

Untuk ciri dalaman, Mereka mencipta teras-Sand bentuk terikat secara berasingan dan diletakkan di dalam acuan. Reka bentuk cetakan teras memastikan kedudukan dan sokongan yang betul.

Perhimpunan: Gating, Risers, & Ventilasi:

Bahagian acuan disatukan, dengan a sistem gating (sprue, pelari, pintu) direka untuk mengawal aliran logam dan a riser (takungan logam cair) untuk mengimbangi pengecutan.

Ventilasi memastikan gas melarikan diri, mencegah keliangan. Foundries moden menggunakan dinamik cecair pengiraan (Cfd) untuk mengoptimumkan sistem ini, mengurangkan sisa sebanyak 15-20%.

Lebur & Mencurahkan:

Logam seperti besi kelabu (Titik lebur 1,150 ° C.), aluminium (660° C.), atau keluli tahan karat (1,400° C.) dipanaskan 50-100 ° C di atas titik lebur mereka di relau (Cupolas untuk besi, relau induksi untuk logam bukan ferus).

Menuangkan kelajuan dan pergolakan adalah kritikal: Terlalu cepat risiko kemasukan oksida; Terlalu perlahan menyebabkan pengisian tidak lengkap.

Penyejukan, Shakeout, & Penambakan pasir:

Selepas pemejalan (minit untuk bahagian kecil, Jam untuk Creatings Besar), acuan rosak (shakeout), dan bahagiannya dipisahkan.

Pasir dikitar semula: Kemudahan moden menuntut semula 90-95% pasir melalui pemeriksaan dan pemisahan magnet, memotong kos bahan oleh 30%.

5. Logam biasa dan aloi untuk pemutus pasir

Pemutus pasir menampung spektrum aloi kejuruteraan yang sangat luas.

Foundries pilih logam berdasarkan kekuatan, Rintangan kakisan, Kestabilan terma, dan kos.

Jadual: Logam dan aloi biasa yang digunakan dalam pemutus pasir

6. Kelebihan Pemutus Pasir

Kos alat dan persediaan yang rendah

• Acuan pasir murah untuk menghasilkan (biasanya dibuat dari pasir silika yang terikat dengan tanah liat atau pengikat kimia),
  Oleh itu, kos perkakas awal adalah minimum berbanding proses acuan kekal atau mati.
• Ini menjadikan pemutus pasir terutama ekonomi untuk pengeluaran kecil, bahagian prototaip, atau komponen satu kali.

Fleksibiliti dalam saiz dan geometri

• Pemutus pasir dapat menampung bahagian -bahagian yang sangat besar atau sangat kecil -yang menimbang beberapa tan ke beberapa auns.
• Geometri dalaman kompleks (Potong, teras, Hollows) boleh dibentuk dengan memasukkan teras pasir sebelum mencurahkan, tanpa membuat teras mahal mati.

Pelbagai bahan

• Hampir mana -mana aloi yang boleh dilepaskan (Mis., besi kelabu, besi mulur, keluli) atau tidak ferus (Mis., aluminium, gangsa, Tembaga, magnesium)- boleh digunakan dalam acuan pasir.
• Fleksibiliti ini membolehkan anda memilih bahan optimum untuk kekuatan, Rintangan kakisan, atau sifat terma.

Kebolehgunaan semula bahan acuan

• Selepas setiap kitaran pemutus, Campuran pasir boleh ditebus dan digunakan semula beberapa kali (selalunya pemulihan 95-98%), mengurangkan sisa dan kos bahan.
• Sistem penambakan moden (mekanikal, haba, atau pengganti kimia) Selanjutnya meningkatkan kemampanan.

Pemulihan cepat untuk prototaip

• Kerana perkakas hanyalah corak perpecahan (Selalunya kayu atau dicetak 3D) bukannya keluli keras, Penyediaan acuan pantas -ideal untuk lelaran reka bentuk.
• Jurutera boleh pergi dari model CAD ke bahagian fizikal dalam beberapa hari daripada minggu, mempercepat kitaran pembangunan produk.

7. Batasan & Cabaran Teknikal Pemutus Pasir

Kemasan permukaan yang agak miskin dan ketepatan dimensi

• Biji pasir membuat tekstur kasar di permukaan pemutus, selalunya memerlukan pemesinan tambahan atau penamat untuk memenuhi toleransi yang ketat.
• Toleransi tipikal adalah ± 0.5-1.5 mm untuk bahagian kecil dan ± 1.5-3.0 mm untuk bahagian yang lebih besar, yang kurang tepat daripada pemutus mati atau pelaburan.

Risiko kecacatan yang lebih tinggi

• Keliangan: Gas yang terperangkap dalam acuan atau yang dihasilkan semasa pemejalan boleh membentuk liang di dalam logam, melemahkan bahagian.
• Kemasukan pasir: Biji pasir longgar boleh mengikis dari dinding acuan ke dalam logam cair, menyebabkan bintik -bintik keras atau kecacatan permukaan.
• Salah & Menutup sejuk: Aliran logam yang tidak mencukupi atau pemejalan pramatang boleh menyebabkan pengisian atau gabungan yang tidak lengkap dalam logam.

Masa kitaran pengeluaran yang lebih lama

• Setiap pemutus memerlukan persiapan acuan (pembungkusan, Tetapan teras, Perhimpunan acuan) dan post-tour shake-out, yang lebih memakan masa daripada proses tekanan tinggi automatik.
• Masa penyejukan boleh menjadi besar untuk bahagian tebal atau besar, melambatkan keseluruhan throughput.

Proses intensif buruh

• Banyak operasi -pembuatan, Tetapan teras, Fettling -bergantung pada buruh manual mahir, Meningkatkan kos buruh dan kebolehubahan antara kelompok.
• Automasi mungkin tetapi sering mahal untuk dilaksanakan untuk sistem berasaskan pasir.

Kebimbangan alam sekitar dan kesihatan

• Pendedahan kepada habuk silika semasa pengendalian acuan menimbulkan bahaya pernafasan kecuali langkah-langkah kawalan habuk yang ketat.
• Menghabiskan pasir membentuk dan pengikat kimia yang digunakan menjana aliran sisa yang mesti ditebus atau dirawat untuk mengelakkan pencemaran tanah dan air.

Batasan pada bahagian yang sangat nipis

• Dinding nipis (<3-4 mm) mencabar kerana pasir mungkin tidak menyokong perincian yang baik, dan logam boleh sejuk dan menguatkan sebelum mengisi acuan sepenuhnya.
• Mencapai kedua-dua bahagian nipis dan definisi permukaan yang baik sering memerlukan proses alternatif seperti pemutus mati atau pelaburan.

8. Aplikasi utama pemutus pasir

Industri automotif

• Blok enjin, kepala silinder, Kes penghantaran, komponen brek, bahagian penggantungan.

Aeroangkasa & Pertahanan

• Perumahan turbin, enjin gunung, kurungan struktur, komponen peluru berpandu, bahagian gear pendaratan pesawat.

Tenaga & Penjanaan kuasa

• Casing turbin, bingkai penjana, Perumahan pam, badan injap untuk peralatan minyak dan gas, Komponen hidroelektrik.

Pembinaan & Jentera berat

• Kelengkapan paip, komponen injap, Bahagian keluli struktur, Komponen enjin untuk peralatan pembinaan, bahagian jentera pertanian (Mis., Perumahan Traktor).

Peralatan perindustrian

• Casing pam dan pemampat, kotak gear, pangkalan alat mesin, kurungan tugas berat, badan injap industri.

Marin & Pembuatan kapal

• Hab Propeller, Komponen enjin, Bahagian Jentera Kapal, dan perumahan pam laut.

Pembuatan Am

• Casting Artistik, bahagian mekanikal adat, Komponen struktur berskala besar, dan prototaip untuk pembangunan produk.

Prototaip tersuai dan pengeluaran volum rendah

Akhirnya, Casting pasir cemerlang dalam prototaip cepat dan kerja-kerja batch kecil.

Apabila pasukan reka bentuk memerlukan prototaip logam berfungsi-sama ada untuk pengesahan ergonomik atau ujian medan di bawah beban dunia sebenar-dan pemutus menyampaikan bahagian dalam 3-5 hari, berbanding dengan 2-4 minggu untuk acuan kekal.

Kos perkakas minimumnya (selalunya di bawah $200 setiap corak) menjadikannya sesuai untuk berjalan juruterbang dan aplikasi khusus di seluruh robotik, Peranti perubatan, dan jentera yang dipesan lebih dahulu.

9. Perbandingan dengan proses pemutus alternatif

Semasa jurutera menilai kaedah pemutus, mereka menimbang faktor seperti kerumitan bahagian, kemasan permukaan, Toleransi Dimensi, Kos perkakas, dan Jumlah pengeluaran.

Di bawah, Kami membandingkan pemutus pasir terhadap dua alternatif yang digunakan secara meluas-Pelaburan Pelaburan dan Mati Casting.

Bila memilih pemutus pasir？

• Rendah- kepada pengeluaran pertengahan: Di bawah 10,000 bahagian, Pengeluaran Alat Rendah Sand meminimumkan kos setiap bahagian.
• Bahagian besar atau berat: Komponen lebih 50 kg atau sehingga 50 tan Hanya acuan pasir yang sesuai.
• Aloi khas & Bahan suhu tinggi: Acuan pasir mengendalikan tahan karat, Superalloys, dan melemparkan besi tanpa keprihatinan mati.
• Prototaip cepat atau lelaran reka bentuk: 3Corak D-dicetak dan acuan cepat perubahan masa memimpin masa untuk beberapa hari.
• Geometri dalaman kompleks: Teras pasir menghasilkan rongga yang mendalam dan potong tanpa pengubahsuaian alat yang mahal.

10. Kesimpulan

Pemutus pasir kekal sebagai asas Kaedah pembuatan, mengimbangi ekonomi, fleksibiliti, dan Skalabiliti.

Dengan mengintegrasikan reka bentuk digital, Kimia Pengikat Lanjutan, dan kawalan kualiti masa nyata, Foundries hari ini mengatasi batasan tradisional yang boleh dipercayai, Casting Complex di seluruh Industri.

Oleh kerana tekanan kemampanan dan pesat tumbuh, Kombinasi unik Casting Sand dari Kos kemasukan yang rendah, fleksibiliti bahan, dan keupayaan saiz memastikan kaitannya yang berterusan dengan baik ke masa depan.

Pada Ini, Kami bersedia untuk bekerjasama dengan anda dalam memanfaatkan teknik canggih ini untuk mengoptimumkan reka bentuk komponen anda, pilihan bahan, dan aliran kerja pengeluaran.

Memastikan projek seterusnya anda melebihi setiap penanda aras prestasi dan kemampanan.

Hubungi kami hari ini!

 

Soalan Lazim

Apakah julat saiz biasa untuk bahagian pasir?

Bahagian boleh terdiri daripada komponen kecil (Mis., kurungan) ke struktur yang sangat besar (Mis., Kipas kapal), Dengan beberapa foundries yang mampu melemparkan bahagian dengan berat beberapa tan.

Apakah masalah penamat permukaan biasa dalam pemutus pasir?

Bahagian mungkin mempunyai tekstur permukaan kasar kerana acuan pasir. Proses pasca-casting seperti pemesinan, pengisaran, atau letupan sering digunakan untuk meningkatkan penamat.

Boleh pemutus pasir digunakan untuk pengeluaran volum tinggi?

Walaupun pemutus pasir boleh dilaksanakan untuk jumlah rendah hingga sederhana, Pengeluaran volum tinggi mungkin lebih kos efektif dengan kaedah seperti pemutus mati kerana masa kitaran yang lebih cepat dan ketahanan acuan yang lebih tinggi.

Adakah pemutus pasir sesuai untuk prototaip?

Ya, Pemutus pasir sering digunakan untuk prototaip kerana kos perkakas yang rendah dan keupayaan untuk menghasilkan bahagian berfungsi dengan cepat, Walaupun untuk reka bentuk yang kompleks.

Bagaimana teras digunakan dalam pemutus pasir?

Teras (diperbuat daripada pasir atau resin) membentuk rongga atau ciri dalaman dalam pemutus.

Mereka diletakkan di dalam acuan sebelum mencurahkan dan dikeluarkan selepas pemejalan, Selalunya melalui getaran atau lebur.